Instruções CURSO. Nota

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CURSO

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Instruções

1. Este caderno é destinado à transcrição das respostas definitivas da prova discursiva de Física.

2. Este é o único documento que servirá de base para a avaliação da prova.

3. Verifique se o caderno está completo ou se há alguma imperfeição gráfica que possa gerar dúvidas. Se necessário, peça sua substituição antes de iniciar a prova.

4. Destaque a identificação que está no rodapé desta capa.

5. Antes de responder, leia cuidadosamente cada questão da prova.

6. As respostas deverão ser transcritas com caneta esferográfica de corpo transparente e de tinta preta (conforme item 99 do Edital).

7. Na correção das provas, serão considerados o conteúdo, a capacidade de estruturação lógica, a técnica e a coerência, nos termos do item 118 do Edital.

8. Conforme os itens 97 e 120 do Edital, NÃO serão corrigidas provas respondidas a lápis ou que contenham qualquer sinal que possibilite identificar o(a) candidato(a).

OBSERVAÇÃO: Os fiscais não estão autorizados a fornecer informações acerca do preenchimento deste

caderno de respostas.

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Nota

FÍSICA

RESPOSTA DA QUESTÃO 1

a) A partir do enunciado, percebe-se que: 0 1 1 10x10 5% 10 5% R R = ± Ω = ± Ω e 1 2 2 03x10 10% 30 10% R R = ± Ω = ± Ω b) ' 1 2 ' 10 30 40 R R R R = + = + = Ω '' ' 1 '' 1 1 1 1 1 40 10 8,0 R R R R = + = + = Ω '' 2 8 30 38 eq eq R R R R = + = + = Ω

Logo, o valor da resistência equivalente do circuito dado vale R_eq =38Ω .

c) 76 38 eq U R i i = = ⋅ i=2,0A

O valor da corrente elétrica que percorre o circuito é i=2,0A.

RESPOSTA DA QUESTÃO 2

a) Para valores de r r> os átomos se atraem e para valores ₀ r r< os átomos se repelem. ₀

b) Do gráfico, quando a distância entre os átomos for muito grande, ou seja, r→ ∞, a energia potencial tende a zero.

c) A energia cinética será máxima quando a energia potencial for mínima, portanto, a partir do gráfico, vê-se que isto ocorre em r . ₀

R2 76 V - + R2 R1 R1 R’ R2 76 V R’’ - + R’ R1 R2 76 V R’’ - + Req

RESPOSTA DA QUESTÃO 3

a) O vetor AG está orientado na mesma direção e sentido do vetor BG, ou seja, os vetores AG e BG são paralelos (A BG// G). Quando os vetores se encontram na mesma direção e sentido, o módulo do vetor resultante (CG) é obtido somando-se os seus módulos, ou seja, C= +A B.

b) O vetor BG está orientado em uma direção perpendicular ao vetor AG ( AG ⊥BG). Quando os vetores são perpendiculares, a soma dos quadrados dos seus módulos é igual ao quadrado do módulo do vetor resultante, ou seja, _C2 _{= A}2_+B2_.

RESPOSTA DA QUESTÃO 4

a) Cargas positivas são fontes de EG enquanto que cargas negativas são sorvedouros. Pela análise da figura, como as linhas de campo elétrico saem de B e chegam em A, conclui-se que A é negativa e B é positiva.

b) Da figura, percebemos que da carga B saem o dobro de linhas de campo que chegam na carga A, portanto: Q_B =2Q_A .

c) Não. Pois caso fosse possível, haveria diferentes vetores EG em cada ponto de cruzamento das linhas de campo.

RESPOSTA DA QUESTÃO 5

a) Polegar: intensidade de corrente elétrica.

Indicador: direção e sentido do vetor campo magnético.

b) As linhas de indução magnéticas formadas por um fio infinito transportando corrente elétrica são círculos concêntricos ao fio.

c) O módulo do vetor campo magnético é diretamente proporcional à intensidade de corrente elétrica e inversamente proporcional à distância em que se encontra o fio.

RESPOSTA DA QUESTÃO 6 a)

Cálculo da posição do centro de massa:

1 1 2 2 1 2 1 2 1 onde Fazendo e 0, temos: (unidade de comprimento). CM CM m x m x x M m m M x L x m L x M + = = + = = =

Como m1>m2, a posição do centro de massa estará mais próximo de m1.

b) A força resultante sobre o sistema é F_R =2F₀−F₀ = . Aplicando esse resultado, na equação F₀

R CM

F =Ma encontramos a aceleração do centro de massa: 0 _{(unidade de aceleração)}

CM

F a

M

= .

c) A velocidade inicial do centro de massa pode ser calculada pela seguinte equação 1 1, 2 2, 2 0 2 0 , 0 . i i CM i m v m v m v m v v M M M + +

= = = Substituindo a posição do centro de massa, velocidade inicial do centro de massa e aceleração do centro de massa na equação horária da posição final do centro de

massa encontramos: 2 1 2 0 0 2 , , , (unidade de posição). 2 2 CM CM f CM i CM i a m L m v F x x v t t t t M M M = + + = + +

Analogamente, podemos escrever a função horária da velocidade do centro de massa, como: 2 0 0 , , (unidade de velocidade) CM f CM i CM m v F v v a t t M M = + = + . 0 L m2 v0 m1 G

RESPOSTA DA QUESTÃO 7

a) A força elétrica é a resultante sobre a partícula, portanto:

(unidade de aceleração) . e F R ma qE ma qE a m = = − = − =

b) Cálculo do tempo gasto para a partícula atingir a altura máxima: Usando a equação de Torricelli,

2 2 2 2 0 2 2

Na altura máxima, 0,assim:

0 2

portanto: 2

Como 0, temos o valor máximo da ordenada:

(unidade de comprimento). 2 yf y yf y y y M v v a y v qE v y m mv y qE y mv y qE = + ∆ = = − ∆ ∆ = = = c) t y t x 2mv_y qE 2mv v_{x y} qE y mv qE 2mv_y qE 2 1 2 y mv qE 0 0

RESPOSTA DA QUESTÃO 8

a) x=5,0t

Para t=2,0s ⇒ x=10cm

Assim, em t=2,0s o objeto estará a 40 cm do vértice do espelho, ou seja, ele estará antes do centro de curvatura C do espelho.

Para um objeto que se encontra antes do centro de curvatura de um espelho côncavo, as características da imagem formada são: real, invertida e menor.

b) Para que a imagem se forme no infinito (imagem imprópria) o objeto deve se encontrar no foco do espelho. Portanto, ele deverá percorrer 40 cm. Assim, teremos:

5,0 40 5,0 8,0 x t t t s = = ⇒ =

c) Distância percorrida pelo objeto em 7 s: 5,0 5,0 7,0 35 x t x cm = = ⋅ =

Logo a posição do objeto será: p=15cm.

Calculando a posição da imagem formada usando a relação: ' ' ' 1 1 1 1 1 1 15 10 30 p p f p p cm + = + = =

Utilizamos o fato de que 2

R

f = .

Em t=7,0so objeto se encontra entre o foco e o Centro de Curvatura e, portanto, sua imagem será real, maior e invertida.

O cálculo do tamanho da imagem formada pode ser realizado utilizando a equação para ampliação da imagem, dada por:

' (30) 10 15 20 i p A o p i i cm = = = − = −

Nesta equação i e o são os tamanhos da imagem e do objeto, respectivamente. O sinal negativo no indica que a imagem formada é invertida.

RESPOSTA DA QUESTÃO 9

a) Transformação Isotérmica: ocorre à temperatura constante.

Transformação Adiabática: ocorre sem troca de calor.

b) Cálculo do rendimento da máquina de Carnot descrita acima:

1 400 1 0,500 50,0% 800 C H T T

η

η

η

= − ⇒ = = . O rendimento da máquina de Carnot descrita acima é de 50,0%.

c) O trabalho realizado pela máquina de calor pode ser calculado usando a seguinte relação:

0,500 500 1000 W Q W W J

η

a) Para o elétron ficar fixo na órbita é necessário que: 2 2 2 mv Kr r K v r m = = (1)

Usando o fato de que a freqüência angular do movimento do elétron seja K

m

ω

2 2 2

v =

ω

ω

Utilizando a hipótese de quantização do momento angular, temos:

L mrv n= = = (3) Substituindo (2) em (3), temos: 2 n _{(unidade de posição).} m r n r m

ω

ω

b) A suposição de que a interação entre um elétron e um próton seja da forma F =Kr nos leva a fazer uma analogia com um sistema massa-mola.

Cálculo da energia cinética:

2 2 2 2

2 2 2

c

mv m r Kr

E = =

ω

A partir da analogia feita com um sistema massa-mola, a energia potencial do sistema será: 2

2

p

Kr

E =

A energia mecânica do sistema será:

2 _{(unidade de energia).}

c p

E E= +E =Kr

Substituindo o raio quantizado, calculado no item (a) e lembrando que _{K =m}

_ω